CN111760436A - 一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其包括通过管道依次连接的锅炉、脱硫吸收装置、尘硝过滤装置、余热回收装置、引风机和烟囱,其中所述脱硫吸收装置包括脱硫反应装置和脱硫剂仓,所述脱硫剂仓通过管道连接于所述脱硫反应装置上方,所述脱硫反应装置与所述锅炉通过管道连接;所述尘硝过滤装置包括箱体和多个陶瓷纤维滤管,所述箱体通过管道与所述脱硫反应装置连接,所述多个陶瓷纤维滤管设于所述箱体内。本发明提供的烟气污染物脱除系统可实现在一个装置内完成除尘脱硫脱硝三个烟气净化过程,是一种一体化烟气净化工艺系统,并且该系统的占地面积小,适用于小规模机组,可以满足更加严格的超低排放的要求。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硫脱硝技术领域,尤其涉及一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统。
背景技术
气-固分离是在化工、冶金、煤炭燃烧和气化、水泥、环保等行业中都要用到的分离过程,特别是高温气体中固态粒子的脱除、回收一直是工业废气处理、环境保护的重大课题。鉴于已广泛应用的气-固分离技术如旋风除尘、水膜除尘、纤维过滤、静电除尘和袋式收尘等在应用过程中都或多或少存在一些问题,而随着纳米科技时代的到来,规模化生产纳米粉体的收集成为一大技术难点。
并且,传统的脱硫脱硝系统往往工艺路线复杂、占地面积较大、能耗较高,不适用于小规模机组。因此,很难满足生物质电厂和垃圾电厂对烟气处理系统要保证减少占地、能耗降低以及系统简单的同时还要实现烟气超低排放的要求。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明提供了一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,该系统不仅系统简洁、能耗大大降低,而且减少了厂区占地面积,同时还能满足烟气超低排放的要求,适用于焦化、玻璃窑炉、生物质锅炉、垃圾焚烧、有色冶炼、工业锅炉等高温窑炉除尘脱硝。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案实现:
一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,包括通过管道依次连接的锅炉、脱硫吸收装置、尘硝过滤装置、余热回收装置、引风机和烟囱,其中所述脱硫吸收装置包括脱硫反应装置和脱硫剂仓,所述脱硫剂仓通过管道连接于所述脱硫反应装置上方,所述脱硫反应装置与所述锅炉通过管道连接;
所述尘硝过滤装置包括箱体和多个陶瓷纤维滤管,所述箱体通过管道与所述脱硫反应装置连接,所述多个陶瓷纤维滤管设于所述箱体内,所述多个陶瓷纤维滤管依次连接;所述陶瓷纤维滤管是由陶瓷纤维制成的空心滤管,所述陶瓷纤维滤管的外表面涂覆有脱硝催化剂,所述陶瓷纤维滤管内设有脱硝催化剂。
优选地,在所述脱硫反应装置和所述尘硝过滤装置的箱体之间通过管道连接到氨气储存装置和活性炭储存装置。
优选地,所述多个陶瓷纤维滤管在顶端处依次连接,并在所述陶瓷纤维滤管之间的连接处以及所述箱体和所述陶瓷纤维滤管之间的连接处设置隔板将所述箱体分隔为上箱体和下箱体。
优选地,所述下箱体和所述脱硫反应装置通过管道连接,所述上箱体和所述余热回收装置通过管道连接。
优选地,所述尘硝过滤装置还包括锥形灰斗,所述锥形灰斗设于所述箱体下方;所述锥形灰斗下部均设有防止堵灰的通灰孔,所述锥形灰斗下部漏斗的壁面与水平面的角度大于65°。
优选地,所述尘硝过滤装置还包括脉冲喷吹系统,所述脉冲喷吹系统通过喷吹管连接到所述多个陶瓷纤维滤管的顶端。
优选地,所述尘硝过滤装置还包括压缩空气储存装置,所述压缩空气储存装置通过管道和所述脉冲喷吹系统连接。
优选地,所述脱硫剂包括消石灰和/或小苏打,所述脱硝催化剂为20%氨水。
焦化、玻璃窑炉、生物质锅炉、垃圾焚烧、有色冶炼、工业锅炉等高温窑炉产生的烟气中通常含有不利于环境的污染物,烟气污染物包括酸性气体、氮氧化物和粉尘。本发明提供的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统是通过利用陶瓷纤维滤管在一个单元内同时脱除上述烟气污染物的集成系统;其烟气净化原理是在尘硝过滤装置上游的烟气中加入脱硫剂、氮氧化物还原剂,即通过脱硫吸收装置,将脱硫剂喷入烟气中进行干法脱硫或半干法脱硫;陶瓷纤维滤管的外表面涂覆有脱硝催化剂,烟气中携带的固体颗粒物在通过陶瓷纤维滤管的外表面的脱硝催化剂及陶瓷纤维滤管管壁时被过滤,脱除掉粉尘及部分的氮氧化物的烟气在穿过陶瓷纤维滤管的管壁时,烟气在陶瓷纤维滤管内均布的脱硝催化剂的作用下发生脱硝反应,从而实现在一个装置内完成除尘脱硫脱硝三个烟气净化过程,是一种一体化烟气净化工艺系统。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果如下:
1、本发明中适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统的脱硫吸收装置进行的干法脱硫,对SO3和HCl的吸收比湿法效果更好,通过酸碱直接反应;而低温型催化剂中毒的主要原因是烟气中含有的SO3与NH3和H2O发生反应生成NH4HSO4(硫酸氢铵,AmmoniumBisulfate,ABS),而工业烟气温度一般低于ABS露点(约≈320℃),因此在工业烟气条件下生成的ABS为粘性很强的液体,容易覆盖在催化剂表面导致其失活。如果SO3被有效去除了,那么ABS中毒也就可以避免;而SO2对催化剂的实际影响是不大的,因此,本发明采用进行干法脱硫或半干法脱硫的脱硫吸收装置可以有效脱硫。
2、陶瓷纤维滤管的耐高温特性可实现高温下烟气的处理,避开酸性气体和水的露点,有效减少设备腐蚀,提供最佳的脱硫脱硝反应温度。
3、构成陶瓷纤维滤管的陶瓷纤维是交错形成的细密多孔结构,可以过滤次微米级固体颗粒物,实现高效过滤,粉尘排放可低至2mg/Nm3;同时尘硝过滤装置中设置的灰斗解决了规模化生产纳米粉体的收集问题。
4、脱硝催化剂均布在陶瓷纤维滤管的内部,有效避免催化剂和粉尘及有毒物质的接触,且能根本解决催化剂的阻塞,中毒失活等问题,充分延长催化剂的使用寿命;使氨氮混合物和催化剂的接触最大化,实现高效脱硝的同时将氨逃逸降至最低,降低脱硝催化剂的消耗量。
5、模组化的过滤装置结构设计,使得整体设备可以在更大的工况波动范围内正常运行,可以实现不停机维护,满足国家环保新政策要求。
6、该系统的温降小、热能损失少,从洁净烟气中回收热能在实现热能回收最大化的同时,还能减少热能回收设备维护,延长其使用寿命。
7、该系统的结构紧凑,占地面积小;高度自动化运行,操作维护简便。
8、该系统可靠性高,可控性高,运行费用低,可以满足更加严格的超低排放的要求,即烟尘<10mg/Nm3,SO2<35mg/Nm3,NOx<50mg/Nm3,氨逃逸<2.5mg/Nm3。
因此,本发明提供的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统能够应用于生物质电厂和垃圾电厂烟气净化系统,具有系统简单、节省能耗,减少占地等多种明显优势,可替代目前市场中的复杂工艺路线,实现烟气超低排放的技术系统。
附图说明
图1是本发明的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
本发明提供的一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统10如图1所示,该系统包括通过管道依次连接的锅炉100、脱硫吸收装置200、尘硝过滤装置300、余热回收装置400、引风机500和烟囱600。如生物质电厂和垃圾电厂这样的小规模机组中,锅炉产生的烟气在引风机的作用下,先经脱硫吸收装置进行干法脱硫或半干法脱硫,再进入尘硝过滤装置进行粉尘、氮氧化物的同时脱除,脱除烟气污染物后的烟气经过余热回收装置回收余热,最后由烟囱排出;整个系统更加简单,占地更小,适用于使用小规模机组的生物质电厂和垃圾电厂,并且更加高效地脱除烟气污染物,各项排放指标符合超低排放要求。
脱硫吸收装置200包括脱硫反应装置210和脱硫剂仓220,脱硫剂仓220通过管道连接于脱硫反应装置210上方,脱硫反应装置210与锅炉100通过管道连接;锅炉产生的烟气经过管道输送至脱硫反应装置210内,而脱硫剂从脱硫剂仓220内向下送至脱硫反应装置210,脱硫剂和烟气在脱硫反应装置210内进行干法脱硫或半干法脱硫。
尘硝过滤装置300包括箱体310和多个陶瓷纤维滤管320,箱体310通过管道与脱硫反应装置210连接,多个陶瓷纤维滤管320设于箱体310内,多个陶瓷纤维滤管320在箱体310内依次连接;陶瓷纤维滤管320是由陶瓷纤维制成的空心滤管,陶瓷纤维滤管320的外表面通过涂覆脱硝催化剂形成催化剂层,陶瓷纤维滤管320内设有脱硝催化剂。经脱硫后的烟气从脱硫反应装置210输送至箱体310内,烟气中携带的固体颗粒物在箱体310内先通过陶瓷纤维滤管320的催化剂层及管壁时被过滤掉,脱除掉酸性气体及颗粒物的烟气穿过陶瓷纤维滤管320的管壁后,进入陶瓷纤维滤管320内,并在陶瓷纤维滤管320内均布的脱硝催化剂的作用下发生脱硝反应,完成粉尘和氮氧化物的一体化脱除。
陶瓷纤维滤管320的顶端依次连接,并在各个陶瓷纤维滤管320之间的连接处以及箱体310和陶瓷纤维滤管320之间的连接处设置隔板330将箱体310分隔为上箱体311和下箱体312,也就是通过陶瓷纤维滤管320和隔板330的相互连接以将箱体310分隔开,下箱体312和脱硫反应装置210通过管道连接,上箱体311和余热回收装置400通过管道连接。因此,从脱硫反应装置210输送过来脱硫后的烟气先进入下箱体312,经陶瓷纤维滤管320的除尘脱硝后,再从陶瓷纤维滤管320的顶部输送至上箱体311并送至余热回收装置400,进行热量的回收再利用。
尘硝过滤装置300的箱体310的各壁板四周为型钢或采取可靠的折边加强,型钢上配备有安装螺栓,方便现场安装定位。尘硝过滤装置300还包括锥形灰斗340,锥形灰斗340设于箱体310下方,用于收集脱除的粉尘,锥形灰斗340的下部设有防止堵灰的通灰孔,锥形灰斗340下部漏斗的壁面与水平面的角度大于65°,更有利于收集粉尘而避免堵灰。
尘硝过滤装置300还包括脉冲喷吹系统(图中未示出),脉冲喷吹系统通过喷吹管连接到多个陶瓷纤维滤管320。脉冲喷吹系统连接到陶瓷纤维滤管320的喷吹管上设有淹没式脉冲阀。喷吹管的固定端拆卸方便,有利于喷吹定位和精度保证,喷吹管的固定螺栓要求采用不锈钢材质。陶瓷纤维滤管320的管口设文式管,喷吹管结构采用扩口喷孔及超音速引流喷嘴,更有利于尘硝的脱除和过滤。
尘硝过滤装置300还包括压缩空气储存装置350,压缩空气储存装置350通过管道和脉冲喷吹系统连接,并通过脉冲喷吹系统的控制将压缩空气储存装置350内储存的压缩空气喷入陶瓷纤维滤管320,用于喷吹。也可用于整个系统中的仪表、阀门。
在脱硫反应装置210和箱体310之间的管道上还连接有氨气储存装置(图中未示出)和活性炭储存装置(图中未示出),可通过氨气储存装置和活性炭储存装置分别在烟气进入尘硝过滤装置300前对烟气中的酸性气体和粉尘进行预处理。
本实施例中,为减少脱硫反应装置温降,需要对脱硫吸收装置200做好保温措施,保温层的厚度为200mm,该保温层采用硅酸铝纤维棉,并且所有加强筋被保温层包敷,避免加强件裸漏散热。并且,脱硫剂仓的仓顶设真空释放阀和仓顶除尘器,整个脱硫剂仓的仓体密封,内表面应平整光滑不积粉,仓内壁锥斗壁应设流化板,以避免下料系统的堵塞。脱硫剂仓中还设有专用的流化风系统,防止其受潮,以避免下料系统的堵塞。
本发明中,脱硫剂包括消石灰和/或小苏打。本实施例的脱硫效率在93%以上,钙硫比Ca/S可达4.5,脱硫剂消耗量为450kg/h。
脱硝催化剂为20%氨水。烟气处理后各项排放指标符合超低排放要求,即烟尘<10mg/Nm3,SO2<35mg/Nm3,NOx<50mg/Nm3,氨逃逸<2.5mg/Nm3(标准状态,干基,6%含氧量)。
Claims (8)
1.一种适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其特征在于,包括通过管道依次连接的锅炉、脱硫吸收装置、尘硝过滤装置、余热回收装置、引风机和烟囱,其中所述脱硫吸收装置包括脱硫反应装置和脱硫剂仓,所述脱硫剂仓通过管道连接于所述脱硫反应装置上方,所述脱硫反应装置与所述锅炉通过管道连接;
所述尘硝过滤装置包括箱体和多个陶瓷纤维滤管,所述箱体通过管道与所述脱硫反应装置连接,所述多个陶瓷纤维滤管设于所述箱体内,所述多个陶瓷纤维滤管依次连接;所述陶瓷纤维滤管是由陶瓷纤维制成的空心滤管,所述陶瓷纤维滤管的外表面涂覆有脱硝催化剂,所述陶瓷纤维滤管内设有脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其特征在于,在所述脱硫反应装置和所述尘硝过滤装置的箱体之间通过管道连接到氨气储存装置和活性炭储存装置。
3.根据权利要求1所述的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其特征在于,所述多个陶瓷纤维滤管在顶端处依次连接,并在所述陶瓷纤维滤管之间的连接处以及所述箱体和所述陶瓷纤维滤管之间的连接处设置隔板将所述箱体分隔为上箱体和下箱体。
4.根据权利要求3所述的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其特征在于,所述下箱体和所述脱硫反应装置通过管道连接,所述上箱体和所述余热回收装置通过管道连接。
5.根据权利要求1所述的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其特征在于,所述尘硝过滤装置还包括锥形灰斗,所述锥形灰斗设于所述箱体下方;所述锥形灰斗下部均设有防止堵灰的通灰孔,所述锥形灰斗下部漏斗的壁面与水平面的角度大于65°。
6.根据权利要求1所述的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其特征在于,所述尘硝过滤装置还包括脉冲喷吹系统,所述脉冲喷吹系统通过喷吹管连接到所述多个陶瓷纤维滤管的顶端。
7.根据权利要求6所述的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其特征在于,所述尘硝过滤装置还包括压缩空气储存装置,所述压缩空气储存装置通过管道和所述脉冲喷吹系统连接。
8.根据权利要求1所述的适用于小规模机组的烟气污染物脱除系统,其特征在于,所述脱硫剂包括消石灰和/或小苏打,所述脱硝催化剂为20%氨水。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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